Главная страница
qrcode

Доклад. Особенности дрожжевых культур, вызывающих спиртовое брожение


НазваниеОсобенности дрожжевых культур, вызывающих спиртовое брожение
Дата25.07.2020
Размер0,91 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаДоклад.doc
ТипДокументы
#112108
Каталог

Особенности дрожжевых культур, вызывающих спиртовое брожение

Брожение – катаболическое превращение углеводов микроорганизмами в анаэробных условиях. Брожение, как анаэробное расщепление углеводов, — это внутренние окислительно-восстановительные процессы, в результате которых роль конечного акцептора электронов и протонов играет не кислород, а органические соединения.

История исследования дрожжевого брожения.

Л. Пастер установил, что дрожжи в присутствии кислорода образуют из определенного количества сахара примерно в 20 раз больше биомассы и синтезируют значительно больше АТФ. Брожение, соответственно, подавляется. Это так называемый эффект Пастера – один из классических примеров регуляции обмена веществ.

Нормальное сбраживание глюкозы дрожжами.

Для дрожжевых грибов (Saecharomyces cerevisiae) характерен процесс спиртового брожения:

С6 Дж

С энергетической точки зрения брожение – процесс малоэффективный. Так, если при окислении 1 граммолекулы глюкозы до СО
В этом процессе до образования пирувата реакции идут по механизму гликолиза, превращение которого в продукты спиртового брожения включает две реакции.

1 Декарбоксилирование пирувата под действием фермента пируватдекарбоксилазы, которая в качестве кофермента содержит тиаминпирофосфат и активируется ионам магния. Эта реакция полностью обратима:


Восстановление ацетальдегида до этанола под действием фермента алкогольдегидрогеназы при участии НАДН∙Н+:


Наряду с основными продуктами брожения – этиловым спиртом и СО
2 форма брожения по Карлу Нейбергу

Этот исследователь показал, что дрожжи способны сбраживать помимо глюкозы также и пируват. В качестве промежуточного продукта при сбраживании пирувата образуется ацетальдегид; это можно доказать, связывая альдегид бисульфитом (который для дрожжей практически нетоксичен).

СН
При этом появится новый продукт брожения – глицерол – и одновременно снизится выход этанола и СО2.
Брожение в присутствии бисульфита стали использовать в промышленности при производстве глицерола. Эта технология основана на том, что ацетальдегид связывается и поэтому не может служить акцептором водорода и эту роль принимает на себя диоксиацетонфосфат (ДОАФ), который восстанавливается и дефосфорилируется до глицерола.

Глюкоза + Бисульфит натрия → Глицерол + Ацетальдегидсульфит + СО2

3 форма брожения по Карлу Нейбергу

При изменении рН среды с помощью NaHCО
2 Глюкоза + Н
Дрожжи

Наибольшее практическое применение в пищевой промышленности находят дрожжи рода Saccharoтyces, который включает около 40видов, которые обладают способностью превращать сахара в спирт. В 1837 году их различали в соответствии с источником три. Выделенных из спиртных напитков: Saccharoтyces vini - из вина, Saccharoтyces cerevisiae - из пива и Saccharoтyces pomorum - из сидра. Штаммы, отнесенные к Saccharoтyces cerevisiae, получили широкое распространение в пивоварении, производстве спирта, приготовлении вина, а также в получении пекарских дрожжей и биомассы.

По характеру брожения дрожжи подразделяют на верховые и низовые.

Брожение, вызываемое верховыми дрожжами, проте­кает бурно и быстро при температуре 20-28°С. На поверхности бродящей жидкости образуется много пены, и под действием выделяющегося углекислого газа дрожжи выносятся в верхние слои субстрата. По окончании брожения дрожжи оседают на дно бродильных сосудов рыхлым слоем.

Брожение, вызываемое низовыми дрожжами, протекает спокойнее и медленнее, особенно если оно протекает при сравнительно низких температурах — 4-10°С. Газ выделяется постепенно, пены образуется меньше, дрожжи не вы­носятся на поверхность сбраживаемой среды и быстро осе­дают на дно бродильных емкостей.

Этанол не является безопасным соединением для дрожжей. Известно, что 1-2%-й этанол влияет на мембраны – увеличивается их текучесть, и они перестают поддерживать градиент протонов. Дрожжи относятся к спиртотолерантным микроорганизмам – выдерживают 9-12% по объему этанола. Наиболее экстремальным в этом отношении являются дрожжи расы sake (до 18%).

Дрожжи не могут существовать в анаэробных условиях долго; поделившись около 6 раз, они останавливаются в росте, т.к. одна из стадий синтеза их фосфолипидов требует присутствия кислорода.

Энергия брожения – способность определенного количества дрожжей сбраживать за определенный промежуток времени то или иное количество сахара. Большинство дрожжей способны сбраживать моносахариды, сбраживать моносахариды, а из дисахаридов - сахарозу и мальтозу. Пентозы сбраживаются только некоторыми дрожжами. Дрожжи не могут сбраживать крахмал, так как они не образуют амилолитических ферментов. Наиболее благоприятная концентрация сахара в среде для большинства дрожжей составляет 10-15%. При повышении концентрации сахара энергия брожения снижается, а при 30-35% сахара брожение обычно прекращается. В природе встречаются дрожжи, способные вызывать брожение сахара даже при концентрации его 50-60% и выше. Хорошим источником азота для большинства дрожжей являются аммонийные соли, но дрожжи могут использовать также аминокислоты и пептиды.

Наибольшая скорость брожения наблюдается при температуре около 30°С; при температуре 45-50°С брожение прекращается в результате гибели клеток дрожжей. Снижение температуры приводит к замедлению брожения, но полностью оно не прекращается даже при температуре ниже О°С.

перейти в каталог файлов


связь с админом